Thực hành hóa lý
- 0 / 0
-
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Nguyễn Khắc Hồng
Ngày gửi: 14h:47' 31-08-2022
Dung lượng: 820.4 KB
Số lượt tải: 17
Nguồn:
Người gửi: Nguyễn Khắc Hồng
Ngày gửi: 14h:47' 31-08-2022
Dung lượng: 820.4 KB
Số lượt tải: 17
Số lượt thích:
0 người
XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG BẬC HAI I. Mục tiêu học tập
*Xác định được hằng số tốc độ của phản ứng bậc hai giữa CH3COOC2H5 và NaOH.
- Khảo sát một số tính chất của phản ứng bậc hai.
II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Tốc độ phản ứng
- Tốc độ phản ứng là biến thiên nồng độ của một chất đã cho (chất đầu hoặc chất cuối) trong phản ứng tính trong một đơn vị thời gian
- Tốc độ phản ứng đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của phản ứng
2.2. Hằng số tốc độ phản ứng
- Hằng tốc độ phản ứng là tốc độ của phản ứng khi nồng độ các chất tham gia phản ứng bằng nhau và bằng 1 mol/l.
- Hằng số tốc độ phản ứng có giá trị không đổi và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng.
2.3. Bậc phản ứng
- Đối với một chất cho trước, bậc phản ứng là số mũ nồng độ của chất đó trong phương trình động lực học của phản ứng.
- Đối với phản ứng đơn giản, bậc phản ứng bằng số chất tham gia phản ứng đó.
2.3. Phản ứng xà phòng hoá este ethyl acetat
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
Dễ thấy đây là phản ứng bậc 2 do đó, hằng số tốc độ phản ứng được xác định theo công thức sau:
NaOH + CH3COOC2H5 → CH3COONa + C2H5OH
Nồng độ tại thời điểm ban đầu t=0: a b 0 0 mol/l
Nồng độ tại thời điểm bất kỳ t>0 a-x b-x x mol/l
Hằng số tốc độ phản ứng kt tại thời điểm t được tính theo công thức:
Kt =ln
Kt=*
NaOHdư + HClpư → NaCl + H2O
a-x a-x
Chuẩn độ HCl dư bằng NaOH 0,05M/buret NaOHburet + HCldư → NaCl + H2O
10-(a-x)
Hằng số tốc độ trung bình phản ứng:
III. Dụng cụ, Hóa chất
1. Dụng cụ cho 1 nhóm sinh viên
- Bình nón 100 ml: 6 chiếc
- Bình nón có nút mài 250 ml: 2 chiếc
- Pipet bầu 10 ml: 2 chiếc
- Pipet chia vạch 2 ml: 1 chiếc
- Pipet pasteur: 3 chiếc
- Buret 25 ml: 1 chiếc (chia vạch 0,05 ml)
- Giá + kẹp càng cua: 1 bộ
- Bình định mức 100 ml: 1 chiếc
- Ống đong 100 ml: 1 chiếc
- Bể điều nhiệt
- Đồng hồ bấm giây: 1 chiếc
- Bình đựng nước cất: 1 chiếc
- Cốc thủy tinh: 3 chiếc
2. Hóa chất
- Dung dịch HCl 0,05N: 100 ml - Dung dịch NaOH 0,05N: 200 ml
- Ethyl Acetat nguyên chất 3ml - Phenolphtalein
III. Tiến hành thí nghiệm
1. Kiểm tra nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH:
TT
Thứ tự thao tác
Ghi chú
1.1
- Lấy chính xác 10 ml dung dịch HCl 0,05N cho vào bình nón đã tráng sạch bằng nước cất.
1.2
- Cho chỉ thị là 2 giọt phenolphtalein 1%.
1.3
- Cho dung dịch NaOH 0,05N lên buret, điều chỉnh loại bọt khí và đưa về vạch số 0.
1.4
- Chuẩn độ dung dịch HCl trong bình nón cho đến khi màu hồng nhạt xuất hiện và bền vững trong khoảng 20 giây.
1.5
*Ghi lấy giá trị thể tích của dung dịch NaOH trên buret
V0 = …………..(ml).
2. Xác định nồng độ của NaOH đã phản ứng tại các thời điểm:
TT
Thứ tự thao tác
Ghi chú
2.1
- Chuẩn bị 5 bình nón 100 ml, cho vào mỗi bình chính xác 10 ml HCl 0,05N. Thêm vào mỗi bình nón 2 giọt chỉ thị phenolphtalein.
2.2
- Lấy 1 bình nón dung tích 250 ml có nút mài. Dùng ống đong lấy 100 ml dung dịch NaOH (vừa mới kiểm tra nồng độ ở trên) cho vào bình này.
2.3
- Dùng micropipet lấy 0,3 ml Ethyl Acetat nguyên chất cho vào bình nón 250 ml chứa dung dịch NaOH. Bấm đồng hồ ngay khi cho hết Ethyl Acetat để tính thời gian phản ứng bắt đầu.
2.4
- Đậy nắp bình và lắc đều hỗn hợp phản ứng.
2.5
- 2 phút 00 giây: mở nắp bình nón 250 ml, dùng pipet 10 ml hút chính xác 10 ml hỗn hợp phản ứng, điều chỉnh pipet về vạch số 0, đợi cho đến khi đồng hồ chỉ 2 phút 55 giây thì bắt đầu thả 10 ml hỗn hợp phản ứng trong pipet vào bình nón đã có sẵn 10 ml HCl (ở bước 6).
2.6
- Lắc đều và chuẩn độ ngay lượng acid thừa trong bình đó bằng NaOH từ trên buret. Ghi số trên buret là Vt (ml).
2.7
- 5 phút 00 giây + 5 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
2.8
- 8 phút 00 giây + 8 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
2.9
- 11 phút 00 giây + 11 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
2.10
- 14 phút 00 giây + 14 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
3. Xác định nồng độ ban đầu của CH3COOC2H5:
TT
Thứ tự thao tác
Ghi chú
3.1
- Đem hỗn hợp phản ứng còn lại trong bình nón 250 ml đun cách thủy ở 60ºC trong 30 phút.
3.2
- Làm nguội về nhiệt độ phòng bằng cách ngâm bình vào nước lạnh.
3.3
- Hút chính xác 10 ml hỗn hợp cho vào bình nón có sẵn 10 ml HCl 0,05N và 2 giọt phenolphtalein.
3.4
- Chuẩn độ lại lượng aicd thừa trong bình bằng dung dịch NaOH trên buret.
3.5
- Ghi lấy giá trị thể tích NaOH trên buret là V∞1 (ml)
3.6
- Đem hỗn hợp phản ứng còn lại trong bình nón 250 ml đun cách thuỷ ở 60ºC trong 15 phút.
3.7
- Lặp lại thao tác từ bước 3.2 đến 3.5 thu được V∞2 (ml). Đảm bảo V∞2 không khác quá nhiều V∞1 thì coi như phản ứng đã xảy ra hoàn toàn.
3.8
- Báo cáo kết quả cho giảng viên theo mẫu.
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm
- Số mmol HCl ban đầu trong 10 ml: nHCl bđ =0,05*10=0,5 mmol
- Thể tích NaOH dùng ban đầu: VNaOHbđ =9,8 ml
- Nồng độ NaOH ban đầu: =a= =0,051M
- Giá trị V∞: VNaOHburet=5,3 ml
- Nồng độ CH3COOC2H5 ban đầu: =b= CNaOHpư=0,02803
Thời gian(phút): t
3
6
9
12
15
∞
TB
Thể tích NaOH chuẩn độ(trên buret): VNaOH Cđ
mmol: nHCl dư = nNaOH cđ = x VNaOH cđ
mmol: nNaOH dư = nHCl pư = nHCl bđ – nHCl dư
Nồng độ NaOH dư
Nồng độ NaOH pư
Hằng số tốc độ phản ứng:
Kt =ln
Chuẩn độ HCl dư bằng NaOH 0,05M/buret
NaOHburet + HCldư → NaCl + H2O (3)
NaOHdư + HClpư → NaCl + H2O (2)
NaOHpư + CH3COOC2H5 →CH3COONa +C2H5OH (1)
*Nhận xét kết quả và nguyên nhân sai số
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm
- Số mmol HCl ban đầu trong 10 ml: nHCl bđ =0,05*10=0,5 mmol
- Thể tích NaOH dùng ban đầu: VNaOHbđ =9,8 ml
- Nồng độ NaOH ban đầu: =a= =0,051M
- Giá trị V∞: VNaOHburet=5,3 ml
- Nồng độ CH3COOC2H5 ban đầu: =b= CNaOHpư=0,02803
Thời gian(phút): t
3
6
9
12
15
∞
TB
Thể tích NaOH phản ứng (ml) (Số chỉ trên buret)
3,3
4,3
4,9
5,2
5,2
5,3
mmol: nHCl dư = nNaOH pư = x VNaOH pư
0.1683
0.2193
0.2499
0.2652
0.2652
0.2703
mmol: nNaOH dư = nHCl pư = nHCl bđ – nHCl dư
0.3317
0.2807
0.2501
0.2348
0.2348
0.2297
Nồng độ NaOH dư
0.03317
0.02807
0.02501
0.02348
0.02348
0.02297
Nồng độ NaOH pư
0.01783
0.02293
0.02599
0.02752
0.02752
0.02803
Nồng độ Este dư:
0.0102
0.0051
0.00204
0.00051
0.00051
0
Hằng số tốc độ phản ứng:
8.427
8.032
9.228
9.377
9.377
8.888
Kt =ln
Chuẩn độ HCl dư bằng NaOH 0,05M/buret
NaOHburet + HCldư → NaCl + H2O (3)
NaOHdư + HClpư → NaCl + H2O (2)
NaOHpư + CH3COOC2H5 →CH3COONa +C2H5OH (1)
*Nhận xét kết quả và nguyên nhân sai số
Bảng kết quả
*Xác định được hằng số tốc độ của phản ứng bậc hai giữa CH3COOC2H5 và NaOH.
- Khảo sát một số tính chất của phản ứng bậc hai.
II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Tốc độ phản ứng
- Tốc độ phản ứng là biến thiên nồng độ của một chất đã cho (chất đầu hoặc chất cuối) trong phản ứng tính trong một đơn vị thời gian
- Tốc độ phản ứng đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của phản ứng
2.2. Hằng số tốc độ phản ứng
- Hằng tốc độ phản ứng là tốc độ của phản ứng khi nồng độ các chất tham gia phản ứng bằng nhau và bằng 1 mol/l.
- Hằng số tốc độ phản ứng có giá trị không đổi và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng.
2.3. Bậc phản ứng
- Đối với một chất cho trước, bậc phản ứng là số mũ nồng độ của chất đó trong phương trình động lực học của phản ứng.
- Đối với phản ứng đơn giản, bậc phản ứng bằng số chất tham gia phản ứng đó.
2.3. Phản ứng xà phòng hoá este ethyl acetat
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
Dễ thấy đây là phản ứng bậc 2 do đó, hằng số tốc độ phản ứng được xác định theo công thức sau:
NaOH + CH3COOC2H5 → CH3COONa + C2H5OH
Nồng độ tại thời điểm ban đầu t=0: a b 0 0 mol/l
Nồng độ tại thời điểm bất kỳ t>0 a-x b-x x mol/l
Hằng số tốc độ phản ứng kt tại thời điểm t được tính theo công thức:
Kt =ln
Kt=*
NaOHdư + HClpư → NaCl + H2O
a-x a-x
Chuẩn độ HCl dư bằng NaOH 0,05M/buret NaOHburet + HCldư → NaCl + H2O
10-(a-x)
Hằng số tốc độ trung bình phản ứng:
III. Dụng cụ, Hóa chất
1. Dụng cụ cho 1 nhóm sinh viên
- Bình nón 100 ml: 6 chiếc
- Bình nón có nút mài 250 ml: 2 chiếc
- Pipet bầu 10 ml: 2 chiếc
- Pipet chia vạch 2 ml: 1 chiếc
- Pipet pasteur: 3 chiếc
- Buret 25 ml: 1 chiếc (chia vạch 0,05 ml)
- Giá + kẹp càng cua: 1 bộ
- Bình định mức 100 ml: 1 chiếc
- Ống đong 100 ml: 1 chiếc
- Bể điều nhiệt
- Đồng hồ bấm giây: 1 chiếc
- Bình đựng nước cất: 1 chiếc
- Cốc thủy tinh: 3 chiếc
2. Hóa chất
- Dung dịch HCl 0,05N: 100 ml - Dung dịch NaOH 0,05N: 200 ml
- Ethyl Acetat nguyên chất 3ml - Phenolphtalein
III. Tiến hành thí nghiệm
1. Kiểm tra nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH:
TT
Thứ tự thao tác
Ghi chú
1.1
- Lấy chính xác 10 ml dung dịch HCl 0,05N cho vào bình nón đã tráng sạch bằng nước cất.
1.2
- Cho chỉ thị là 2 giọt phenolphtalein 1%.
1.3
- Cho dung dịch NaOH 0,05N lên buret, điều chỉnh loại bọt khí và đưa về vạch số 0.
1.4
- Chuẩn độ dung dịch HCl trong bình nón cho đến khi màu hồng nhạt xuất hiện và bền vững trong khoảng 20 giây.
1.5
*Ghi lấy giá trị thể tích của dung dịch NaOH trên buret
V0 = …………..(ml).
2. Xác định nồng độ của NaOH đã phản ứng tại các thời điểm:
TT
Thứ tự thao tác
Ghi chú
2.1
- Chuẩn bị 5 bình nón 100 ml, cho vào mỗi bình chính xác 10 ml HCl 0,05N. Thêm vào mỗi bình nón 2 giọt chỉ thị phenolphtalein.
2.2
- Lấy 1 bình nón dung tích 250 ml có nút mài. Dùng ống đong lấy 100 ml dung dịch NaOH (vừa mới kiểm tra nồng độ ở trên) cho vào bình này.
2.3
- Dùng micropipet lấy 0,3 ml Ethyl Acetat nguyên chất cho vào bình nón 250 ml chứa dung dịch NaOH. Bấm đồng hồ ngay khi cho hết Ethyl Acetat để tính thời gian phản ứng bắt đầu.
2.4
- Đậy nắp bình và lắc đều hỗn hợp phản ứng.
2.5
- 2 phút 00 giây: mở nắp bình nón 250 ml, dùng pipet 10 ml hút chính xác 10 ml hỗn hợp phản ứng, điều chỉnh pipet về vạch số 0, đợi cho đến khi đồng hồ chỉ 2 phút 55 giây thì bắt đầu thả 10 ml hỗn hợp phản ứng trong pipet vào bình nón đã có sẵn 10 ml HCl (ở bước 6).
2.6
- Lắc đều và chuẩn độ ngay lượng acid thừa trong bình đó bằng NaOH từ trên buret. Ghi số trên buret là Vt (ml).
2.7
- 5 phút 00 giây + 5 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
2.8
- 8 phút 00 giây + 8 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
2.9
- 11 phút 00 giây + 11 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
2.10
- 14 phút 00 giây + 14 phút 55 giây (làm tương tự bước 10 + 11)
3. Xác định nồng độ ban đầu của CH3COOC2H5:
TT
Thứ tự thao tác
Ghi chú
3.1
- Đem hỗn hợp phản ứng còn lại trong bình nón 250 ml đun cách thủy ở 60ºC trong 30 phút.
3.2
- Làm nguội về nhiệt độ phòng bằng cách ngâm bình vào nước lạnh.
3.3
- Hút chính xác 10 ml hỗn hợp cho vào bình nón có sẵn 10 ml HCl 0,05N và 2 giọt phenolphtalein.
3.4
- Chuẩn độ lại lượng aicd thừa trong bình bằng dung dịch NaOH trên buret.
3.5
- Ghi lấy giá trị thể tích NaOH trên buret là V∞1 (ml)
3.6
- Đem hỗn hợp phản ứng còn lại trong bình nón 250 ml đun cách thuỷ ở 60ºC trong 15 phút.
3.7
- Lặp lại thao tác từ bước 3.2 đến 3.5 thu được V∞2 (ml). Đảm bảo V∞2 không khác quá nhiều V∞1 thì coi như phản ứng đã xảy ra hoàn toàn.
3.8
- Báo cáo kết quả cho giảng viên theo mẫu.
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm
- Số mmol HCl ban đầu trong 10 ml: nHCl bđ =0,05*10=0,5 mmol
- Thể tích NaOH dùng ban đầu: VNaOHbđ =9,8 ml
- Nồng độ NaOH ban đầu: =a= =0,051M
- Giá trị V∞: VNaOHburet=5,3 ml
- Nồng độ CH3COOC2H5 ban đầu: =b= CNaOHpư=0,02803
Thời gian(phút): t
3
6
9
12
15
∞
TB
Thể tích NaOH chuẩn độ(trên buret): VNaOH Cđ
mmol: nHCl dư = nNaOH cđ = x VNaOH cđ
mmol: nNaOH dư = nHCl pư = nHCl bđ – nHCl dư
Nồng độ NaOH dư
Nồng độ NaOH pư
Hằng số tốc độ phản ứng:
Kt =ln
Chuẩn độ HCl dư bằng NaOH 0,05M/buret
NaOHburet + HCldư → NaCl + H2O (3)
NaOHdư + HClpư → NaCl + H2O (2)
NaOHpư + CH3COOC2H5 →CH3COONa +C2H5OH (1)
*Nhận xét kết quả và nguyên nhân sai số
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm
- Số mmol HCl ban đầu trong 10 ml: nHCl bđ =0,05*10=0,5 mmol
- Thể tích NaOH dùng ban đầu: VNaOHbđ =9,8 ml
- Nồng độ NaOH ban đầu: =a= =0,051M
- Giá trị V∞: VNaOHburet=5,3 ml
- Nồng độ CH3COOC2H5 ban đầu: =b= CNaOHpư=0,02803
Thời gian(phút): t
3
6
9
12
15
∞
TB
Thể tích NaOH phản ứng (ml) (Số chỉ trên buret)
3,3
4,3
4,9
5,2
5,2
5,3
mmol: nHCl dư = nNaOH pư = x VNaOH pư
0.1683
0.2193
0.2499
0.2652
0.2652
0.2703
mmol: nNaOH dư = nHCl pư = nHCl bđ – nHCl dư
0.3317
0.2807
0.2501
0.2348
0.2348
0.2297
Nồng độ NaOH dư
0.03317
0.02807
0.02501
0.02348
0.02348
0.02297
Nồng độ NaOH pư
0.01783
0.02293
0.02599
0.02752
0.02752
0.02803
Nồng độ Este dư:
0.0102
0.0051
0.00204
0.00051
0.00051
0
Hằng số tốc độ phản ứng:
8.427
8.032
9.228
9.377
9.377
8.888
Kt =ln
Chuẩn độ HCl dư bằng NaOH 0,05M/buret
NaOHburet + HCldư → NaCl + H2O (3)
NaOHdư + HClpư → NaCl + H2O (2)
NaOHpư + CH3COOC2H5 →CH3COONa +C2H5OH (1)
*Nhận xét kết quả và nguyên nhân sai số
Bảng kết quả
Các ý kiến mới nhất